CN103489360A

CN103489360A - 物理心脏模拟器

Info

Publication number: CN103489360A
Application number: CN201310228157.5A
Authority: CN
Inventors: V.鲁宾斯泰恩; M.巴-塔; M.勒温
Original assignee: Biosense Webster Israel Ltd
Current assignee: Biosense Webster Israel Ltd
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2013-06-08
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2033-06-08
Also published as: IL226745A; IL226745A0; US20130330701A1; AU2013206182A1; JP2013257563A; CN103489360B; AU2017204066A1; EP2674928A1; US8834172B2; JP6293424B2; CA2818644A1

Abstract

本发明提供一种设备，该设备包括实体模型腔，所述实体模型腔模拟人类受检者的真实体腔，其中限定实体模型腔的壁包括组织等效材料(TEM)。电极阵列嵌入所述壁。该设备还包括可编程信号发生器，该可编程信号发生器连接至电极并被配置成向电极阵列施加变化的电势，以便在所述壁的表面上模拟所述真实体腔中发生的电生理电势。

Description

物理心脏模拟器

技术领域

本发明一般涉及侵入式医疗手术，并且具体地涉及对侵入式电生理手术的模拟。

背景技术

通常存在与任何医疗手术相关的学习曲线，并且根据手术的不同，该学习曲线在一些情况下可能相对“陡峭”。即使在学习曲线不陡峭的情况下，通常也需要花费大量的时间来学习和完善手术。如果能够模拟手术，则可缩短所述时间。

发明内容

本发明的实施例提供了一种设备，所述设备包括：

实体模型腔，该实体模型腔模拟人类受检者的真实体腔，其中限定所述实体模型腔的壁包括组织等效材料(TEM)；

嵌入所述壁的电极阵列；以及

可编程信号发生器，该可编程信号发生器连接至电极并被配置成向电极阵列施加变化的电势，以便在所述壁的表面上模拟所述真实体腔中发生的电生理电势。

通常，实体模型腔被包括在实体模型人类心脏中，并且所模拟的电生理电势可复制发生在人类心脏中的窦性电势。

作为另外一种选择，所模拟的电生理电势可复制发生在人类心脏中的心律失常电势。

在所公开的实施例中，该设备包括心跳发生器，所述心跳发生器被配置成使所述实体模型人类心脏跳动。

在进一步公开的实施例中，该设备包括系统探针，所述系统探针被配置成插入所述实体模型人类心脏中并测量人类心脏活动的特征。所述系统探针可包括探针电极，该探针电极被配置成感测在所述壁的所述表面上模拟的所述电生理电势。所述系统探针可包括力传感器，该力传感器被配置成感测由所述实体模型人类心脏的表面施加在所述传感器上的力。所述系统探针可包括传感器，该传感器被配置成感测所述实体模型人类心脏表面的温度。

在可供选择的实施例中，实体模型人类心脏位于实体模型人类患者内。所述实体模型人类患者可包括表面电极，该表面电极被配置成感测响应于所模拟的电生理电势的表面电势。通常，所述表面电势模拟人类患者的皮肤上的心电图(ECG)信号。所述可供选择的实施例可包括呼吸发生器，该呼吸发生器被配置成模拟所述实体模型人类患者中的呼吸。

根据本发明的实施例，还提供了一种方法，该方法包括：

用实体模型腔来模拟人类受检者的真实体腔，其中限定所述实体模型腔的壁包括组织等效材料(TEM)；

将电极阵列嵌入所述壁；

将可编程信号发生器连接至电极；以及

可编程信号发生器被配置成向电极阵列施加变化的电势，以便在所述壁的表面上模拟所述真实体腔中发生的电生理电势。

通过对以下结合附图的实施例的详细说明，将更全面地理解本发明：

附图说明

图1为示出的根据本发明实施例的模拟系统的示意图；

图2为根据本发明实施例的实体模型心脏和联接到实体模型心脏的元件的示意性剖面图；

图3为根据本发明实施例的模拟侵入式医疗手术期间所执行的步骤的流程图；以及

图4为根据本发明备选实施例的模拟侵入式医疗手术期间所执行的步骤的流程图。

具体实施方式

综述

本发明的实施例提供了允许操作员(通常是医疗专业人员)使用实体模型腔来模拟对人类受检者的体腔所执行的侵入式医疗手术的设备和方法。实体模型腔具有由组织等效材料(TEM)形成的壁并且所述实体模型腔通常是将执行模拟手术的人类心脏或其它内脏器官的实体模型的一部分。

电极阵列嵌入所述实体模型腔的壁，并且可编程信号发生器连接至电极。发生器被配置成向电极施加变化的电势，以便在所述壁的表面上模拟所述真实体腔中发生的电生理(EP)电势。

就实体模型心脏而言，EP电势可被配置成复制心脏跳动的正常窦性状况(窦性时空模式)。作为另外一种选择，EP电势可被配置成复制来自多个心律失常时空模式中的其中一个模式的电势。通常，被发生器用来产生不同电势的数据存储在设备的存储器中，并且一旦操作员已选定待模拟的状况，诸如正常窦性状况，就向发生器提供该数据。

实体模型腔通常安装在实体模型患者中，并且操作员插入EP系统探针，使其穿过实体模型患者进入实体模型腔中，所述EP系统探针包括位于其远端处的元件诸如感测电极和位置传感器。当感测电极与腔的壁接触时，感测电极对壁上所产生的电势进行检测，并向设备的处理单元提供电势和位置信号。处理单元通常可被包括在导管跟踪系统中，诸如由BiosenseWebster Inc.(Diamond Bar，CA)提供的CARTO系统中。通常，操作员移动感测电极以使其与壁上的多个不同位置接触，从而记录在每个位置处的电势。处理单元可使用所记录的电势来准备腔的模拟电生理图。

在一些实施例中，通常是实体模型患者中包括实体模型心脏的实施例中，心跳发生器和/或呼吸发生器可被配置成使实体模型心脏跳动并且/或者使实体模型患者呼吸。

具体实施方式

现在参见图1，该图为示出的根据本发明实施例的模拟系统20的示意图。系统20允许系统操作人员22，通常为医疗专业人员诸如医师，执行侵入式医疗手术的模拟。在真实医疗手术中，操作员将导管探针插入患者的腔内，通常是器官诸如心脏的腔内，并通过操纵位于探针近端处的控制器来引导探针的远端。

在模拟系统20中，电生理(EP)系统探针24被插入实体模型患者26中，该实体模型患者26代替真实手术的真实患者。EP系统探针24在构造和操作上基本上类似于真实手术中所使用的探针，该真实手术中所使用的探针在本文中被称为手术探针。然而，与手术探针不同，EP系统探针24不需要像手术探针一样满足严格的安全标准，并且通常是可重复使用的。因此，EP系统探针24通常包括与手术探针相同的功能性元件中的至少一些，诸如功性能远端跟踪元件和位于远端处的功能性电势测量的电极。

在可供选择的实施例中，EP系统探针24可被配置成具有可能存在于手术探针中的其它功能性元件，诸如功能性力传感器55和功能性温度传感器58。在进一步可供选择的实施例中，系统20可被配置成模拟存在于手术探针中的元件的效果。这种元件可包括但不限于消融电极，即，被配置成传送射频能量的电极。通常使用在下文更详细描述的相应的软件组件来实施这些元件所需的模拟。

本文以举例的方式假定实体模型患者26具有箱形形状。然而，实体模型患者可具有任何方便的形状，包括更类似于人的形状。在操作员22必须执行真实手术之前，系统20通常被用于对手术探针的运用方面进行教导。作为另外一种选择或除此之外，系统20可被操作员用于检查真实手术的结果，以及用于研究和开发目的。

在下文所描述的实施例中，假定系统探针24用于模拟将手术探针插入真实患者的心脏的一个或多个腔中。在真实的手术中，由手术探针感测信号。系统20模拟由于真实心脏的电生理动作而发生在真实腔壁上的信号，并且由系统探针来感测这些模拟信号。作为另外一种选择，系统20可以必要的变更用于模拟心脏中或其它身体器官中其它的治疗和/或诊断过程。

在真实手术期间，操作员22通常使用不止一种手术探针，这些不同手术探针中的每一种都具有不同的结构，诸如特有的形状或者不同数量或类型的电极。在本文所描述的模拟中，操作员还可使用多于一种的系统探针24。为清楚起见，必要时以及使用不止一种系统探针时，可通过在标识符24后加上字母来区分不同的系统探针，使得在对使用两种系统探针的手术进行模拟时，操作员可使用系统探针24A和系统探针24B。

在一些实施例中，通过使用一个系统探针24，即，物理系统探针，以及一个或多个模拟或虚拟探针来对涉及不止一种手术探针的手术进行模拟。与物理系统探针不同，模拟探针不具有被插入实体模型患者26中的物理组件。下文描述了使用两个物理系统探针24A、24B，或者一个物理系统探针24和一个模拟探针的例子。

系统20的运行受系统控制器28控制，该系统控制器28包括处理单元30，该处理单元30与用来存储系统20运行所需软件的存储器32通信。控制器28通常为包括通用计算机处理器的工业标准个人计算机。然而，在一些实施例中，可使用专门设计的硬件和软件，诸如专用集成电路(ASIC)和/或现场可编程门阵列(FPGA))来执行控制器以及包括在控制器中的模块(下文所描述的)的至少一些功能。系统控制器28和系统20的元件之间的通信，其包括控制器和元件之间的信号，可通过物理缆线诸如导电缆线或光缆和/或通过无线方式实现。为清楚起见，系统20的与通信相关的物理元件未在图1中示出。

可将存储器32中的软件通过例如网络以电子形式下载到控制器。作为另外一种选择或除此之外，软件可通过非临时性有形介质诸如光学、磁性或电子存储介质提供。

控制器28包括操作系统20的多个模块。每个模块都可通过硬件、存储在存储器32中的软件、或者硬件与软件的组合来实施，如上所述控制器28中的模块为：

●可编程信号发生器31，该可编程信号发生器31向实体模型心脏48中的电极33的阵列提供信号。下文参照图2对信号发生器31、电极33和实体模型心脏48连同与系统20相关的其它元件进行更详细地描述。

●心跳发生器37，该心跳发生器37产生信号或通过机械联接件(诸如液压或机械连接)为实体模型患者中的机械振动器56提供物理输出，从而使实体模型心脏48跳动。

●呼吸发生器39，该呼吸发生器39产生信号或通过机械联接件提供物理输出，从而使实体模型患者中的实体模型肺41呼吸。

●力模块57，该力模块57联接到力传感器55，以确定由传感器所测量的力值。

●温度模块59，处理单元30使用该温度模块59来估计模拟期间的温度。估计出的温度与手术探针中温度传感器将感测到的那些温度对应。

系统20还包括电生理(EP)控制系统29，该电生理(EP)控制系统29用于从系统探针24和实体模型患者26接收信号，并提供可在系统20中实施的其它功能。可通过由Biosense Webster Inc.(Diamond Bar，CA)提供的CARTO系统来实施和操作EP系统29，所述由Biosense Webster Inc.(Diamond Bar，CA)提供的CARTO系统如果需要的话可进行修改。作为另外一种选择，可通过系统控制器28来操作EP控制系统29。为简明起见，在本文的描述中假定EP系统29由系统控制器28操作。

EP控制系统29包括多个模块，所述多个模块可由硬件、软件、或硬件和软件的组合来实施。系统29中的模块为：

●心内心电图(ECG)信号接收器43，该心内心电图(ECG)信号接收器43从位于系统探针24的远端38处的一个或多个电极45接收信号。

●体表ECG信号接收器49，该体表ECG信号接收器49从实体模型患者26表面上的一个或多个“皮肤”电极51接收信号。如下文更详细地描述，电极51上的信号来源于通过实体模型患者26的实体模型躯干54传输的电流，该电流响应于电极33上的电势产生。实体模型躯干54由TEM构成，并被实施以具有与真实人类躯干类似的电性能。

●消融模块53，该消融模块53允许操作员22将与所模拟的消融相关的模拟参数输入到系统20中，并产生所模拟消融的模拟输出。可由操作员设定的模拟输入参数包括例如射频功率水平和施加射频功率的时间。可由模块产生的模拟输出包括例如已经经受模拟消融的组织的温度。下文结合图4描述了消融模块53的其它功能。

●远端跟踪模块52C，下文结合系统20的其它元件描述了该远端跟踪模块52C，该远端跟踪模块52C允许操作员22跟踪远端38的位置和取向。

系统控制器28操控图形用户界面(GUI)34，该图形用户界面34在显示器44上将系统生成的结果呈现给操作员22。GUI34还能够使操作员在设置模拟场景时对各种选项进行选择。通常，操作员使用指向装置36，诸如触摸板或鼠标来与控制器28和GUI34交互。

在实体模型患者26内，操作员22能够通过握住并操控系统探针的近端40来操作系统探针24的远端38。通常，将由诸如玻璃纤维或聚苯乙烯颗粒之类的材料支撑的弹性管42置于实体模型患者26内，以模拟真实患者的静脉或动脉。管42用作系统探针的支撑件和导向装置，而不会不当地妨碍探针向前或向后运动。通常，操作员使用手柄44握住系统探针，正如其通常在真实医疗手术期间握住手术探针一样。操作员的操控通常还包括其他运动，例如近端的横向和旋转运动，以相应地操纵远端。

对近端的操控包括经由连接至管42的位于实体模型患者中的孔46将系统探针插入位于实体模型患者的远侧区域中的实体模型心脏48中。(操控还包括经由同一个孔移除系统探针。)

为实施该模拟，系统控制器28采用来自对象跟踪系统52的跟踪信号来跟踪远端38的位置。至少在实体模型心脏48内进行跟踪，通常还可在心脏外进行部分跟踪。在真实手术期间，例如通过磁性跟踪系统诸如上文提到的CARTO系统中所实施的来跟踪手术探针的远端。尽管本发明的实施例可以必要的变更使用这种跟踪系统，但是不必通过通常用于侵入式手术的系统来跟踪远端38。本领域的普通技术人员将熟悉用于跟踪远端38的其他系统，诸如超声系统，并假定所有这些系统及其相关跟踪装置均包含在本发明的范围内。

本文以举例的方式，假定相对于一组由实体模型患者26的边缘限定的xyz正交轴对远端38的位置进行跟踪。同样以举例的方式，假定跟踪系统52包括安装在远端38中的线圈52A、与线圈相互作用的磁性传输器52B、以及远端跟踪模块52C，该远端跟踪模块52C对发射器进行操作并从线圈接收信号以确定远端的位置和取向。

图2为根据本发明实施例的实体模型心脏48和联接到实体模型心脏的元件的示意性剖面图。实体模型心脏48通常包括由心脏组织等效材料(TEM)80构成的普通心脏的全尺寸柔性模型。因此，由TEM80构成的模型例如包括实体模型右心房82、实体模型右心室84、实体模型左心房86、和实体模型左心室88，并且这些实体模型腔具有相应的表面92、94、96、和98。为清楚起见，仅TEM80的一些部分在图2中是阴影的，所述一些部分包括实体模型右心房、实体模型右心室、实体模型左心房、实体模型左心室、和具有表面99的实体模型隔膜97的壁的部分。根据需要，TEM80由电绝缘体81支撑。

选择材料80以使其具有与心内膜大致类似的电导率和热特性，但是如下文所描述的，材料80的电功能性是改性的。改性被实施使得从可编程信号发生器31传输的信号形成实体模型心脏表面上的电势，所述电势与出现在真实心脏的相应表面上的电生理(EP)电势对应。为简明起见，本文的描述中将其上形成EP电势的表面称为表面100，并且包括但不限于表面92、94、96、98、和99。本领域普通技术人员将使描述适于除了表面92、94、96、98、和99之外的表面100。

为模拟真实心脏的电生理电势，TEM80的区段具有嵌入材料中的电极33的阵列。通常，电极被嵌入，使得其不从表面100突出，终止于表面下方。然而，在一些实施例中，电极可与表面齐平地终止，并且在一些实施例中，电极可略微从表面突出。电极33穿过绝缘体81并由绝缘体81固定就位，所述绝缘体81使电极彼此绝缘。

在一些实施例中，一个或多个力传感器83和/或一个或多个温度传感器85嵌入TEM80。控制器28可使用传感器来提供对传感器嵌入区域的力和温度的测量。可由控制器使用这种测量结果来和由位于远端38中的力传感器55和温度传感器58提供的力和温度的测量结果进行比较。

经由将发生器连接至每个电极的相应电线102，电极33从可编程信号发生器31接收信号，所述信号与将在实体模型腔表面上产生的电势对应。为清楚起见，在图2中，每个电极33都示为在一端处具有实心圆的直线，实心圆对应于连接特定电线102和特定电极33的点。

通常，实体模型心脏48的至少一些实体模型腔至少部分地填充有导电液体，诸如常规盐水溶液。导电液体有利于模拟表面100上的EP电势。为尽可能准确地模拟EP电势，可执行初始校正程序，从而改变由发生器31产生的信号，并测量表面100上所产生的电势直到实现所需的EP电势为止。

在一些实施例中，实施心跳发生器37以使实体模型心脏48跳动。以举例的方式，发生器37将流体104、液体或气体可逆地传送到弹性球囊102，并且发生器使用流体来使球囊充气或放气。球囊的充气和放气对实体模型心脏进行压缩或者允许其膨胀。球囊102连同流体104用作实体模型心脏的机械振动器56。作为另外一种选择，发生器可将流体104可逆地传送到实体模型心脏48的一个或多个腔，从而使实体模型心脏跳动。在这种情况下，腔和流体104包括所述机械振动器。在一些实施例中，流体104包括上文提到的有利于模拟EP电势的导电液体。作为再另外一种选择，发生器37可使用机电、液压、或其它合适的启动系统来使实体模型心脏跳动，以用于产生重复的跳动运动，这对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。

在一些实施例中，实施呼吸发生器39以启动实体模型肺41进行呼吸，因此使实体模型心脏48以环状呼吸路径移动。可将实体模型肺41实施成与球囊102大致类似的弹性球囊，并且可如上所述使用流体使球囊放气和充气。作为另外一种选择，发生器39可实施以使用上文提到的系统来使实体模型肺呼吸，以用于产生重复运动。

在模拟期间，并且一旦操作员22已将远端38插入实体模型心脏48中，则电极45感测表面100上的电势，并将所感测到的电势传送到导管信号接收器43。接收器43连同PU30对表面电势进行处理，并可将处理结果呈现在显示器44上。通常用图片和/或以文本格式呈现结果。例如，所感测到的电势相对于时间的图可呈现在显示器44上。

同样在模拟期间，电极51(为清楚起见，仅有一个电极51示于图2中)感测响应于表面100上所产生的EP电势而产生的“皮肤”电势。皮肤电势传输到ECG接收器49，并且通常可在处理之后以与来自表面100的电势类似的格式呈现在显示器44上。

图3为根据本发明实施例的模拟侵入式医疗手术期间所执行的步骤的流程图150。假定被模拟的手术用于准备心脏的电生理图。在预编程步骤152中，与将被施加于电极33的电极对应的各组数据存储在存储器32中。通常，所述各组数据在上文提到的校正过程中产生。

通常，每组存储数据都与已知心脏状况的电生理电势对应。对于每种状况而言，为每个电极33存储通常至少一次完整心跳的时间周期的电势相对于时间的一组对应关系。因此，数据的“窦性组”对应于电势以及在心脏的窦性节律期间施加在电极33上的电势的施加时间。数据的“房室结折返性心动过速(AVNRT)组”对应于在心脏的AVNRT心律失常期间施加在电极33上的电势。可为其存储电势相对于时间关系的其它心律失常包括但不限于房性心动过速、心房颤动、心房扑动、室性心动过速、心室扑动、心室颤动、房室折返性心动过速(AVRT)、和沃尔夫-帕金森-白(WPW)综合征。

此外，与已经为特定患者在先记录的电势对应的一组或多组数据可存储在存储器32中。

在模拟建立步骤154中，操作员22选择将由系统20模拟的心脏状况。此外，操作员通常会选择将在模拟期间应用的心跳速率和呼吸速率。通常由向操作员展示可能的心脏状况的显示器44来执行所述选择，所述心脏状况与在步骤152中存储的各组数据对应。操作员可使用指向装置36来选择待模拟的状况，以及心跳和呼吸速率。

处理器30向可编程信号发生器31提供来自选定状况的数据，可编程信号发生器31使用数据连同选定的心跳速率来产生用于电极33组的周期性变化的电势。此外，处理器30启动心跳发生器37和呼吸发生器39，从而使机械振动器56启动实体模型心脏48跳动、并启动实体模型肺41呼吸。

在一些实施例中，为模拟真实心脏上的EP电势不完全重复，并且真实患者的心跳和呼吸通常也不可完全重复的实际情况，处理器30可向EP电势、心率、和/或呼吸增加一个或多个噪声系数。为EP电势增加的噪声系数使电极33上的每个电势的值都从一个周期向另一个周期在预设范围内发生变化。处理器可施加类似的噪声系数，以在相应的预设范围内改变心跳和呼吸的振幅和频率。

在电极33上产生的电势形成皮肤电极51上的ECG电势。接收器49处理来自电极51的ECG电势并向操作员22呈现结果，通常为显示器44上的图，从而向操作员表明实体模型患者26是“活的”。

在插入探针步骤156中，操作员插入EP系统探针24穿过孔46进入实体模型患者26中。在系统探针处于实体模型患者内期间，导管信号接收器43对电极45上所感测到的电势进行处理，并且通常用数字和/或用图在显示器44上呈现处理结果。此外，跟踪装置52跟踪系统探针的远端，并在显示器上呈现远端的位置。

在研究步骤158中，操作员继续插入系统探针，直到其与心脏壁的表面100的区域接触为止。操作员可由均展示在显示器44上的远端的位置以及电极45测量到的EP电势来验证所述接触。一旦已接触到表面100的特定区域，则处理器在操作员的引导下对由该区域产生的EP电势相对于时间的值进行采样。处理器记录EP电势的采样值。

操作员移动探针的远端以与表面100的不同区域接触，并且处理器对该区域的EP电势进行采样和记录。操作员继续将远端移动至表面100的不同区域的这个过程，并记录该区域的EP电势，直到已测量了足够数量的不同区域，以使得处理器能够产生模拟终止点处的实体模型心脏的电生理图。

流程图150描述了被系统20用来模拟准备心脏电生理图的步骤。系统20可用于模拟其它的侵入式手术，并且下文结合图4描述了对一个这种手术的模拟。

图4为根据本发明备选实施例的模拟侵入式医疗手术期间所执行的步骤的流程图200。在这种情况下，假定被模拟的手术包括对心脏组织的消融以校正具有AVNRT的心脏。用于这种真实手术的手术探针通常包括力传感器、温度传感器、以及一个或多个电极，可使用所述一个或多个电极将射频能量施加于心内膜组织以便对组织进行消融。对于本文所描述的模拟而言，是模拟消融，而不是在TEM80上真实地执行消融。本领域的普通技术人员将使描述以必要的变更适于其中TEM80被真实地消融的情况。

在本文所描述的模拟中，假定系统探针24包括力传感器55并可包括温度传感器58。此外，假定使用处理单元30和消融模块53的系统20通过温度模块59来模拟系统探针中存在温度传感器，并且还通过消融模块53来模拟消融效果。(在由系统20进行真实消融的情况下，假定系统探针24包括温度传感器58，从而允许处理单元测量远端38的真实温度。)

第一步骤202与预编程步骤152基本上相同，其中与将施加于电极33的电势对应的各组数据存储在存储器32中。假定各组数据包括与窦性节律对应的组、与AVNRT心律失常对应的组、与AVNRT心律失常消融期间的不同阶段对应的组。

模拟步骤204与模拟步骤154大致类似。在步骤204中，假定操作员选定AVNRT心律失常。

在探针定位步骤206中，操作员将系统探针24插入实体模型患者26中。使用由跟踪装置52确定的系统探针远端的位置，操作员相对于表面100的期望区域定位远端。操作员能够使用来源于跟踪装置的输出以及由电极45测量的EP电势来确认远端的正确定位。此外，操作员从显示器44读取由位于远端的力传感器施加的力，并将该力调节到期望值。如果传感器59位于系统探针中，则操作员可使用该传感器59估计表面100的温度。

在消融模拟步骤208中，操作员模拟执行消融。操作员使用消融模块53设定消融参数，诸如将使用的模拟功率水平。操作员操作系统探针24以模拟向组织施加消融，并且处理器30对施加模拟消融的时间进行测量。使用施加消融的时间、在消融期间施加的力、以及已存储在存储器32中的可编程参数，处理器使用温度模块59来估计正在经受模拟消融的组织的温度。操作员能够查看显示器44上的温度，并通过温度来评估模拟消融的进展。

真实消融手术通常包括分阶段顺序执行的多次消融。在每个阶段之后，在心脏的真实表面上产生的EP电势通常发生改变。如上文对步骤202所阐述的，不同阶段的各组EP电势存储在存储器32中。

在步骤208中，处理器对已执行的模拟消融进行监测。根据已到达的消融阶段，处理器30选择适当的将被可编程信号发生器31使用的一组EP电势来产生电极33上的周期性变化的电势。

在任选的监测步骤210中，操作员可决定检查所执行的至多任何指定阶段的模拟消融是成功的。在这种情况下，操作员可暂时中止总体模拟消融手术，并且操控系统探针的远端使得电极45与表面100的一个或多个期望区域接触。在步骤208中，由于在每个消融阶段之后，处理器30都在电极33上实施周期性变化的电势，因此在每个消融阶段之后出现的EP电势都在显示器44上对操作员可见。

在真实消融手术期间，通常需要尽可能快地得出手术结论，使得在真实消融手术的不同阶段之后监测EP电势可能是困难的或是不可能的。然而，在模拟消融手术中，不存在对这种快速得出手术结论的需要，并且在模拟手术的不同阶段之后监测EP电势的能力提高了系统20的有用性。

在条件步骤212中，处理器30检查是否在步骤208中已执行了校正AVNRT状况所需的所有消融阶段。可由处理器自动启动步骤212。可由操作员使用指向装置36来启动可供选择的步骤212，以指示模拟的完成。

如果条件步骤提供正返回，那么在窦性步骤214中，处理器向发生器31提供窦性数据组，使得电极33在表面100上产生电势的窦性状态。在步骤214中，操作员可操控电极45以检查实体模型心脏48处于窦性节律状态。

如果条件步骤提供负返回，那么在误差步骤216中，处理器可在显示器44上呈现误差通知。误差通知通常表明已错误地执行或已错过一个或多个消融阶段。通常，在步骤216中，处理器向发生器31提供非窦性数据组(通常与所执行的最后一个消融阶段对应)，使得电极33产生表面100上的电势的心律失常状态，操作员能够使用电极45对此进行观察。通常，操作员可返回步骤208以便校正误差。

上文所描述的流程图已假定使用一个系统探针24。侵入式医疗手术通常可使用多于一个的真实探针，并且本发明的实施例也可使用多于一个的系统探针，或者具有一个或多个模拟探针的一个系统探针。下文描述了使用多于一个探针的一些例子。

在由流程图150(图3)示出的手术中，在步骤156中，操作员可将第一系统针24A插入心脏48中，并定位第一系统探针以用作参比探针。操作员可接着插入第二系统探针24B并可随后执行步骤156和158的指令以对实体模型心脏48作图。

在由流程图200(图4)示出的手术中，在步骤204中所选定的状况可能需要不同类型的探针，例如两种类型的套索探针。第一系统套索探针24C和第二系统套索探针24D可以是真实套索手术探针的形式，操作员可将第一系统探针和第二系统探针插入心脏48中，并且随后可执行步骤206和后续步骤中的指令。

在一些实施例中，操作员可使用物理系统探针、系统探针24、和不具有被插入实体模型患者中的物理部件的模拟探针，而不是使用两个或更多的物理系统探针。相反，由处理单元30对模拟探针的动作进行模拟。

例如，在如流程图150所示的手术中，在步骤156中，操作员可模拟使用指向装置30和显示器44来将参比探针插入心脏48中，使得代表模拟探针的光标正确地定位在实体模型心脏48的图像上。操作员可接着插入物理系统探针24并且随后可执行步骤156和158的指令以对实体模型心脏48作图。此外，在模拟期间，处理单元30在显示器44上所显示的输出与来自模拟参比探针的那些输出对应。

应当理解，上述实施例仅以举例的方式进行引用，且本发明并不限于上面具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上述各种特征的组合和亚组合以及它们的变化形式和修改形式，本领域技术人员在阅读上述说明时将会想到所述变化形式和修改形式，并且所述变化形式和修改形式并未在现有技术中公开。

Claims

1. 设备，包括：

实体模型腔，所述实体模型腔模拟人类受检者的真实体腔，其中限定所述实体模型腔的壁包括组织等效材料(TEM)；

嵌入所述壁的电极阵列；以及

可编程信号发生器，所述可编程信号发生器连接至所述电极并被配置成向所述电极阵列施加变化的电势，以便在所述壁的表面上模拟所述真实体腔中发生的电生理电势。

2. 根据权利要求1所述的设备，其中所述实体模型腔被包括在实体模型人类心脏中。

3. 根据权利要求2所述的设备，其中所模拟的电生理电势复制发生在人类心脏中的窦性电势。

4. 根据权利要求2所述的设备，其中所模拟的电生理电势复制发生在人类心脏中的心律失常电势。

5. 根据权利要求2所述的设备，并且包括心跳发生器，所述心跳发生器被配置成使所述实体模型人类心脏跳动。

6. 根据权利要求2所述的设备，并且包括系统探针，所述系统探针被配置成插入所述实体模型人类心脏中并测量人类心脏活动的特征。

7. 根据权利要求6所述的设备，其中所述系统探针包括探针电极，所述探针电极被配置成感测在所述壁的所述表面上模拟的所述电生理电势。

8. 根据权利要求6所述的设备，其中所述系统探针包括力传感器，所述力传感器被配置成感测由所述实体模型人类心脏的表面施加在所述传感器上的力。

9. 根据权利要求6所述的设备，其中所述系统探针包括传感器，所述传感器被配置成感测所述实体模型人类心脏的表面的温度。

10. 根据权利要求2所述的设备，其中所述实体模型人类心脏位于实体模型人类患者内。

11. 根据权利要求10所述的设备，其中所述实体模型人类患者包括表面电极，所述表面电极被配置成感测响应于所模拟的电生理电势的表面电势。

12. 根据权利要求11所述的设备，其中所述表面电势模拟人类患者的皮肤上的心电图（ECG）信号。

13. 根据权利要求10所述的设备，并且包括呼吸发生器，所述呼吸发生器被配置成模拟所述实体模型人类患者中的呼吸。

14. 一种方法，包括：

将电极阵列嵌入所述壁；

将可编程信号发生器连接至所述电极；以及

将所述可编程信号发生器配置成向所述电极阵列施加变化的电势，以便在所述壁的表面上模拟所述真实体腔中发生的电生理电势。

15. 根据权利要求14所述的方法，其中所述实体模型腔被包括在实体模型人类心脏中。

16. 根据权利要求15所述的方法，其中所模拟的电生理电势复制发生在人类心脏中的窦性电势。

17. 根据权利要求15所述的方法，其中所模拟的电生理电势复制发生在人类心脏中的心律失常电势。

18. 根据权利要求15所述的方法，并且包括使所述实体模型人类心脏跳动。

19. 根据权利要求18所述的方法，并且包括将系统探针插入所述实体模型人类心脏中，所述系统探针被配置成测量人类心脏活动的特征。

20. 根据权利要求19所述的方法，其中所述系统探针包括探针电极，所述探针电极被配置成感测在所述壁的所述表面上模拟的电生理电势。

21. 根据权利要求19所述的方法，其中所述系统探针包括力传感器，所述力传感器被配置成感测由所述实体模型人类心脏的表面施加在所述传感器上的力。

22. 根据权利要求19所述的方法，其中所述系统探针包括传感器，所述传感器被配置成感测所述实体模型人类心脏的表面的温度。

23. 根据权利要求15所述的方法，其中所述实体模型人类心脏位于实体模型人类患者内。

24. 根据权利要求23所述的方法，其中所述实体模型人类患者包括表面电极，所述表面电极被配置成感测响应于所模拟的电生理电势的表面电势。

25. 根据权利要求24所述的方法，其中所述表面电势模拟人类患者的皮肤上的心电图(ECG)信号。

26. 根据权利要求25所述的方法，并且所述方法包括模拟所述实体模型人类患者中的呼吸。